來源:功率半導體社
一、定義
導通電阻(RDSON)指的是在規定的測試條件下,使MOSFET處于完全導通狀態時(工作在線性區),漏極(D)與源極(S)之間的直流電阻,反映了MOSFET在導通狀態下對電流通過的阻礙程度。
二、測試方法
1)施加柵源電壓 VGS=10V(一般情況下),使器件處于完全導通狀態。
2)逐漸施加漏源電壓VDS,當流經MOSFET的漏極電流IDS達到特定值時(IDS 一般取器件最大連續漏極電流的一半),根據歐姆定律計算導通電阻RDSON=VDS/IDS,如下圖。
三、影響因素
MOSFET器件導通時,內部電阻分布如下圖:
Rcs:源極接觸電阻
Rn+:源區電阻
Rch:溝道電阻
Ra:積累區電阻
Rjfet:JFET區電阻
Repi:漂移區電阻
Rsub:襯底電阻
Rcd:漏極接觸電阻
RDSON=Rcs+Rn++Rch+Ra+Rjfet+Repi+Rsub+Rcd
MOSFET導通電阻由上述所有電阻串聯形成,每個區域電阻改變都會影響器件RDSON;主要受摻雜濃度及溫度影響,導通電阻(RDSON)隨摻雜濃度升高而減小、隨溫度的升高而增加。
不同耐壓平面MOSFET的導通電阻(RDSON)各部分大概占比,如下圖:
對于低壓平面MOS產品,溝道、積累區及JFET區導通電阻占得比重較大,因此對于低壓MOS產品一般采用溝槽(Thrench)柵單胞結構,增加單胞密度降低溝道電阻的同時消除JFET區電阻;對于高壓MOS產品,所有電阻基本降落在漂移區,出于成本考慮,高壓MOS產品一般為平面柵結構。
4、意義
1)功率損耗
功率損耗P =IDS2* RDSON,導通電阻(RDSON)越小功率損耗越小,系統的能效越高。
2)開關速度
在開關過程中,導通電阻小可以使漏源電壓的下降速度更快,減小開關過程中的能量損耗,從而實現更快的開關轉換。較低的導通電阻有利于提高MOSFET的開關速度。
3)溫升
較小的導通電阻可以使功率損耗降低,器件產生的熱量減少,溫升降低。
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原文標題:MOSFET 導通電阻(RDSON)參數解讀
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